TEORI ATOMBy Bambang Sugiarto

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri

UPN Veteran Jogjakarta 2008

PERKEMBANGAN

Konsep ilmiah awal (postulat): semua benda dptdipecah mjd partikel-2 yg tidak dapat dibagi lagi

Filosofi Yunani Democritus ( 460 370 SM ) : partikel-2 bergerak tetap dan dpt bergabung mjdgabungan stabil

Diduga sifat tertentu dari suatu bahandiakibatkan oleh perbedaan : Ukuran, bentuk, dan susunan partikel.

Partikel-2 disebut atom (atomos)

A tidak

Tomos memotong

Atom tidak terpotong atau tak dapatdipecah/dibagi

BANYAK ILMUAN YANG MENEMUKAN SIFAT ATOM BERDASAR

PERCOBAAN :

ANTOINE LAVOISIER ( 1743 1794 )JOSEPH PROUST ( 1754 1826 )ATOM DALTON ( 1776 1844 )MICHAEL FARADAY ( 1791 1867 )JJ. THOMSON ( 1856 1940 )ROBERT MILLIKAN ( 1868 1953 )WILHELM ROENTGEN

HENRY BECQUERED.

Semasa Dalton dikenal 2 kelompok pandangan

Pembelahan setiap benda dapat terjadi terus sampai

tak terhingga

Proses pemecahan ada batasnya, pemecahan benda

menjadi bagian kecil akan berhenti manakala

mencapai atom-atom

TEORI ATOM DALTON

Melanjutkan dan memperdalam teori Antoine Lavoisier (AL)

Ada 2 percobaan yg mendasari teori Dalton

Penemuan ttg pembakaran

Proses yang berkaitan dg pembakaran (menyertai)

Dalam pembakaran oksigen dr ud bergabung dg benda yg mengalamiperubahan

Hg(l) + O2(g)HgO2(l) merah

Ditemukan (AL) hk kekekalan massa total

Hk Perbandingan tetap/tertentu : senyawa kimia tdk peduli dr manaasalnya atau caranya dibuat, selalu mempunyai komposisi yg sama, yi : perbandingan-perbandingan massa yg sama dr unsur-unsur pembentuknya. Contoh : karbonat alam atau buatan mempunyai komposisi tertentu dan tetap

Pemanasan logam Mg dengan O2

No Wo W1 R=W/W1

1

2

3

0,62

0,48

0,36

1,02

0,79

0,60

0,61

0,60

0,60

Kolom terakhir menunjukkan bukti hk perbandingan tetap

ANGGAPAN-ANGGAPAN DALAM TEORI

ATOM DALTON

1. Semua benda terbentuk dr atom

2. Atom-atom tak dp dibagi/dipecah lagi mjd bagianlain

3. Atom-atom tak dapat dicipta atau dihancurkan

4. Atom-atom dr unsur ttt adl identik 1 dg yg lain dlmukuran, massa, dan sifat-sifat lain, namun berbedadari atom unsur lain

5. Perubahan kimia mrp penyatuan atau pemisahandari atom-atom yg tak dapat dibagi

Bagaimana teori atom sekarang?

Hk perbandingan kelipatan, jika 2 unsur

membentuk lebih dr senyawa tunggal, maka 1

unsur yg bergabung dg massa unsur ke 2 mrp

perbandingan dr bilangan2 bulat sederhana,

mnrt Dalton metana memp rumus CH2 dan

etilen CH. (rumus benar berdasar pengetahuan

skrg CH4, metana etilen, C2H4)

Meski sekarang tdk dp diterima, mrp konsep

dasar kuantitatif. Dan pernah dianut 1 abad, shg

ditemukan + 10.000 senyawa dr 35 unsur (kini >

1 juta senyawa dr > 100 unsur)

KESALAHAN DALTON DITUNJUKKAN OLEH JJ THOMSON

Atom tersusun atas partikel yang lebin sederhana yg disebut elektron

(massa elekt = 9,1096x10-28 g dan muatan listrik = -1,6022x10-19

coulomb)

Muatan positip menyebar (partikel )

Dapat melalui medan listrik yang lemah ( tidak belok ).

Pembelokan dan pemantulan ( mengagetkan ) dapat terjadi bila muatan

positif, massa terpusat inti.

Inti, muatan dan massanya tinggi dapat membelokan.

Nama simbol Massa, me- Muatan, e

Elektron

Proton

Neutron

Omegahyperon

Xi hyperon

Sigma hyperon

Lambda hyperon

K meson

Pi meson

Muon

Nutrino

e-

p

n

-oKo

Model Atom Rutherford

Sebagian besar massa dan semua muatanpositif terpusat pada daerah sempit inti atom, sebagian atom merupakan ruang kosong.

Besarnya muatan pada inti berbeda untuk atom yang berbeda, nilainya nilai numerik bobotatom.

Diluar inti harus terdapat electron yang jumlahnya = satuan muatan inti.

MODEL ATOM RUTHERFORD ( KESIMPULANPERCOBAAN HAMBURAN SINAR ALFA ) TIDAK

SESUAI DENGAN MODEL ATOM THOMSON.

UNSUR RADIOAKTIF BERUBAH SELAMA PELURUHAN ---

TERMASUK PERUBAHAN DASAR PADA SUB ATOM MENGGANTIKAN UNSUR LAIN. HAL INI MENGGOYAHKAN

ASUMSI DASAR DARI DALTON

SINAR KATODA

Michael Faraday, lempeng logam (katoda dan anoda), dihubungkan dengan sumber listrik negatif dengantegangan beberapa ribu volt, tekanan dihampakan (

JJ. Thomson : Kecepatan

Sinar Kanal / Sinar Positif

Dalam penelitian sinar katoda menghasilkan suatu dasar muatanpositif oleh Eugen yang disebut sinar kanal / sinar positif.

Sifat-sifatnya antara lain : Dibelokkan oleh medan magnet dan listrik sehingga bermuatan positif

sinar katoda lebih kecil dari electron

tergantung sifat gas tabung (gas hydrogen sangat besar)

sinar positif dari gas hydrogen dalam tabung identik dengan gas hydrogen hasil hidrolisa air.

Semua atom terdiri-dari satuan dasar yang bermuatan positif (padaatom H terdapat satu, atom lainnya lebih banyak) yang disebutproton.

SINAR X

Kadangkala benda di luar tabung katoda bersinar

Wilhelm Roentgen : memperlihatkan pengaruh sinar katoda padapermukaan yang menghasilkan suatu jenis radiasi (zat tertentubersinar pada jarak tertentu dari tabung) yang disebut sinar X.

Sifat-sifat sinar X antara lain :

Tidak berbelok pada medan listrik dan medan magnet.

Daya tembusnya besar

Dianggap sebagai radiasi elektromagnetik dengan = l angstrom (l A = 10-10 m)

Radioaktivitas

Perkembangan radioaktivitas :

Ditemukan sinar X ditemukan radioaktivitas.

Lempeng fotografi dibungkus kertas hitam tebal,

kristal ( uranium dan kalliumdisulfat )

ditempatkan diluar kertas dijemur

Terik matahari \

Kertas texpose

Mendung /

Sinar matahari bukan penyebab fluoresensi;

radiasi dipancarkan secara terus-menerus oleh

kristal radioaktivitas

TIGA JENIS RADIASI

MODEL ATOM NIELS BOHR

Kelemahan dari Rutherford diperbaiki oleh Niels Bohr dengan

percobaannya

menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis.

Hipotesis Bohr adalah;

a. Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh

elektron

yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.

b. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan

menyerap

atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan

berkurang.

Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi maka elektron akan

menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah maka akan

memancarkan energi.

MODEL ATOM BOHR DIGAMBARKAN SEBAGAI

BERIKUT

Gambar 4. Model atom Bohr

Kelebihan atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa

kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

Kelemahan model atom ini adalah: tidak dapat menjelaskan

spekrum warna dari atom berelektron banyak. Sehingga

diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom

Bohr.

Inti Atom

Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford

melakukan penelitian

penembakan lempeng tipis. Jika atom terdiri dari partikel yang

bermuatan

positif dan negatif maka sinar alpha yang ditembakkan

seharusnya tidak ada

yang diteruskan/menembus lempeng sehingga muncullah istilah

inti atom.

Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden

(1911)

menemukan konsep inti atom didukung oleh penemuan sinar X

oleh WC.

Rontgen (1895) dan penemuan zat Radioaktif (1896).

Hasil percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesanya bahwa atom

tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang

bermuatan negatif. Untuk mengimbanginya sehinga atom bersifat netral.

Massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti

atom, sehingga dapat dipredisi bahwa ada partikel lain dalam inti atom.

Partikel , keluar membentuk berkas sempit,

layer seng sulfide

Sebagian besar partikel menembus lempeng

tanpa pembelokkan

Sebagian (1/20.000) mengalami pembelokkan

setelah menembus lempeng tembaga

Sebagian (1/20.000) tidak menembus lempeng

logam sama sekali, tetapi berbalik sesuai dengan

arah datangnya sinar.

Dapat terjadi : muatan positif dan massa atom

terpusat pada daerah yang sempit

INTI ATOM

Proton dan Neutron

Moseley : mencoba unsur/senyawa yang berbeda-beda

Panjang gelombang sinar X bervariasi tergantung bahansasarannya

Hubungan panjang gelombang dengan persamaanmatematis setiap unsur dapat ditetapkan dengan suatubilangan bulat Nomor Atom, identik dengan muatan intiRutherford.

Mengembangkan satuan dasar bermuatan positifproton ( hasil studi jalur lintasan partikel melaluiudara ).

Konsep dari aturan inti, mengandung :

Sejumlah proton yang sama dengan nomor atomnya

Sejumlah partikel netral yang disebut neutron, untukmenyesuaikan dengan massa sebuah atom.

ATOM TERDIRI DARI : PROTON, NEUTRON, DAN

ELECTRON, ADAPUN MUATAN DAN MASSA

MASING-MASING ADALAH :

RINGKASAN SIFAT-SIFAT

PARTIKEL DASAR

Tingkah laku kimia suatu unsur terutama berasal

dari 3 partikel dasar yaitu : proton, neutron, dan

elektron.

Muatan listrik elektron merupakan satuan terkecil

yang pernah ada satuan listrik atomik ( juga

berlaku untuk proton + ), juga untuk satuan massa

atom.

Satuan massa atom (sma), u; diambil tepat dari isotop

karbon karbon 12.

CONTOH-CONTOH SOAL

1.Data berikut dari pemanasan logam magnesium

dalam gas oksigen menghasilkan bubuk putih

magnesium oksida. Perlihatkan bahwa data tersebut

mengikuti hukum susunan tetap.

Perbandingan massa magnesium dan magnesium

oksida nilainya tetap, tidak tergantung contoh

awal.

Ketepatan pengukuran 0,01 g ( kolom terakhir ).

2. Dari tabel, hitunglah untuk elektron dan bandingkan

dengan nilai yang tertera pada gambar : Peralatan

Thomson

Jawab :

Muatan = -1,602 x 10-19 c

Massa= 9,110 x 10-28 g

= -1,602 x 10-19 c

9,110 x 10-28 g

= 1,759 x 108 c/g

Perbandingan ini sama dengan nilai yang

terdapat pada gambar : Peralatan Thomson.

3. Nyatakan jumlah : proton,neutron,electron dalam Cl dan

Br-

Jawab : Z = 17; A = 35, atom netral

Jumlah proton = 17, jumlah electron = 17

Jumlah neutron = A Z = 35 17 = 18

Jawab : Z = 35; A = 80, ion dengna muatan -1

Jumlah proton = 35; jumlah electron = 36 ( tambahan 1

elektron )

Jumlah neutron = A Z = 80 35 = 45

4. TULISLAH LAMBANG YANG BENAR UNTUK (A). ATOMSTRONTIUM 90 (B) UNSUR YANG MENGANDUNG 29 PROTON, 34 NEUTRON, DAN 27 ELEKTRON

Jawab :

(a). Dicari ditabel berkala. Unsur ini mempunyai

lambang Sr dan nomor atom 38.

Jumlah massa 90 : Sr

(b). Unsur dengan Z = 29 adalah tembaga

Jumlah massa = jumlah proton dan neutron = 29 + 34 =

63

Dalam hal ini jumlah elektron hanya 27 maka unsur

ini merupakan ion dengan muatan + 2. ( CU+2)

5. Dengan data spektra massa dapat diukur bahwa perbandinganmassa O terhadap C adalah 1,3329. Berapa massa atom O ?

Jawab :

Perbandingan O / C = 1,3329

Massa O = 1,3329 x 12,00000 = 15,9948 sma

6. Spektra massa karbon menunjukan bahwa 98,892% atom karbonadalah C dengan massa 12,00000 sma dan 1,108% adalahC dengan massa 13,00335 sma. Hitung bobot atom karbon yang ada secara alamiah.

Jawab : harus dihitung dengan rata-rata terhitung

{ bobot atom yang ada }={ sumbangan oleh C } + { sumbangan oleh C}

= ( 0,988892 x 12,00000 ) + ( 0,01108 x 13,00335 )

= 11,867 + 0,1441

= 12,011

7. Brom mempunyai dua isotop alamiah. Massa dan %

alamiah Br adalah 78,9183

sma dan 50,54%. Berapa massa dan % alamiah isotop

kedua Br ?

jawab : persen sebaran alamiah semua isotop

dijumlahkan akan = 100%

B.A = sumbangan Br + sumbangan Br

= (fraksi x massa nuklida)1 + (fraksi x massa nuklida)2

Bobot Atom diperoleh dari table rata-ratanya 79,904

79,904 = (0,5054 x 79,9183) + (0,4946 x massa Br)

79,904 = 39,89 + (0,4946 x massa Br)

massa Br = % sebaran dan massa nuklidat Br adalah :

49,46% dan 80,89 sma.